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美国通用电气燃氢技术促进能源转型
作者:官方 来源:凤凰网 所属栏目:实时热点 发布时间:2021-12-20 15:34
[ 导读 ]美国通用电气作为中国能源企业的长期合作伙伴,在深入了解中国国情后,深入探索燃气发电领域,希望通过技术改造实现100%的氢气燃...

自提出“碳达峰”和“碳中和”目标以来,在中央政策的指挥和领导下,中国各大电力企业都在积极开展低碳转型。美国通用电气作为中国能源企业的长期合作伙伴,在深入了解中国国情后,深入探索燃气发电领域,希望通过技术改造实现100%的氢气燃烧,帮助各大电力企业尽快实现零碳排放,帮助中国在实现双碳目标的过程中进一步实现。

美国通用电气(GE)积极探索,实现燃氢技术两大突破。

多年来,通用电气对氢燃料的特性和氢燃料技术进行了持续和深入的研究,并取得了许多先进的科研成果。其中,最先进的HA级燃机的氢燃烧能力取得了两个突破:

燃料突破-更绿氢

传统氢燃料“灰氢”和“蓝氢”主要来自煤化工、石化或高炉煤气。焦炉煤气含有一氧化碳和惰性气体,燃烧后碳排放量高,单位体积和质量热值低。

通用电气现在提倡的氢燃料是氢和天然气的混合燃料。氢可以来自可再生能源电解水,即绿氢;或化工行业的高浓度氢,其主要成分是甲烷和氢。随着氢含量的增加,单位体积的热值降低,但单位质量的热值增加。

DLN2.6e微孔预混燃烧技术是燃烧技术的突破。

传统的低热值燃料采用扩散燃烧技术。其优点是系统燃烧稳定,可燃烧高活性氢燃料,但NOx(氮氧化物)排放量高,需要喷水(蒸汽)或氮气来减少排放。

随着绿氢和天然气混合燃料的普及,通用电气在最新的HA级燃机上采用了先进的DLN2.6e燃烧器。这种先进的低氮燃烧器具有多种优点:燃料适应性强,能很好地满足同一燃烧器燃烧纯甲烷和纯氢的需要;预混效率高,不仅预混充分,而且能保持燃料速度快的特点,避免回火;NOx(氮氧化物)排放控制能力强,有效减少排放。

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通用电气(GE)在美国具有丰富的燃氢技术应用经验

除了技术突破外,通用电气还在积极推进氢气减碳的实践。通用电气燃气轮机使用氢气和类似的低热值燃料已经运行了30多年,在燃气轮机燃氢技术方面积累了丰富的经验。在此期间,世界上有100多台通用电气燃氢和低热值燃料机组在运行,总运行时间超过800万小时。

1、美国纽约州:燃氢路线图计划。

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蟋蟀谷电厂位于纽约州多佛市,自2020年起正式投产,是纽约发电效率最高的联合循环燃气电厂之一。蟋蟀谷电厂配备三台GE 7F级燃气轮机,总装机容量1100兆瓦,可满足纽约100万家庭的用电需求。

随着纽约州《气候领导力及社区保护法案》的正式颁布,纽约州面临着一个新的发展目标——电力行业需要在2040年实现零碳排放。响应该法案的号召,电厂于2021年7月与通用电气正式签署协议,计划于2022年底启动一项名为燃氢路线图的新计划。

根据规划,蟋蟀谷电厂首先将天然气与5%绿氢混合作为燃料发电,并计划在未来十年内将整个工厂转化为100%绿氢燃烧,大力推动氢燃料的利用和发展,实现向清洁能源的过渡。

此外,7月8日,纽约州州长宣布,位于纽约长岛的Brentwood电厂今年将使用天然气和绿氢混合燃料发电。GE将为电厂提供天然气和氢气混合燃烧系统,并支持项目的规划和实施。

2、俄亥俄州:Long Ridge Energy项目。

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位于俄亥俄州的美国Long Ridge Energy HA级燃气电厂正试图通过将氢气混合到天然气燃料中来实现低碳转型。这不仅是美国第一家氢燃料燃气电厂,也是世界上第一家实现掺氢燃烧的HA级联合循环燃气电厂。电厂配备GE 7HA.02燃气轮机,装机容量485兆瓦,预计能满足40万户当地家庭的用电需求。

Long Ridge Energy开创了行业应用的先例,机组目前已实现15%-20%(按体积计算)的掺氢燃烧,并计划在2030年具备100%的燃氢能力。该电厂预计将于2021年11月正式投产。

Long Ridge Energy除了为电网供电外,还计划向周边一些耗电量极高的数据中心供应这种低碳电力,帮助其尽快实现碳中和目标。

通用电气(GE)深耕中国市场,帮助中国尽快实现双碳目标。

在中国,第一家9HA.01燃气电厂——中国天津华电军粮城电厂获得《发电》杂志(Power Magazine)2021年最佳改建电厂奖。军粮城发电项目是中国和世界煤改气转型升级的优秀案例,为中国能源产业清洁低碳转型提供可靠帮助。

电厂配备的HA级燃气发电技术运行高效、环保、灵活。自投产以来,电厂运行稳定,效率远远超出预期:联合循环效率达到63.36%,是目前国内投产的HA级燃气机组中效率最高的;按全年运行4500小时计算,军粮城9HA燃气机在夏季满负荷纯凝条件下的综合供电煤耗约为196g/kWh,比同工况下600MW级超临界煤机低100g/kWh左右,年节约标煤量30万吨以上,年减排二氧化碳180万吨;点火至机组满负荷,冷态3.5小时/温态2.5小时/热态1小时30分钟,燃机40分钟内满负荷。

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此外,美国通用电气(GE)开发生产的HA级燃气轮机也可以使用多种低碳燃料发电,在燃氢技术领域,美国通用电气(GE)的探索和研发仍在继续,预计2030年前燃氢利用率将提高到100%。未来,美国通用电气(GE)将继续加大创新技术投入,与中国客户共同承担低碳责任,帮助中国电力企业尽快实现能源转型,共同努力改善地球环境。

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